BÀI TẬP LỚN QUÁ TRÌNH THIẾT KẾ KỸ THUẬT ĐỀ TÀI HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI TRONG DÂY CHUYỀN VẬN CHUYỂN LÚA GẠO TRONG KHO

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ��� BÀI TẬP LỚN QUÁ TRÌNH THIẾT KẾ KỸ THUẬT TÊN ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI TRONG DÂY CHUYỀN VẬN CHUYỂN LÚA GẠO TRONG KHO Giáo viên hướng dẫn: GS TS Nguyễn Thanh Nam Nhóm/Lớp: L-01 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Hân 1913292 Nguyễn Thái Bảo 1912680 Tp.HCM, ngày 01 tháng 09 năm 2021 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN Bộ Mơn CSTKM Khoa: Cơ Khí BÀI TẬP LỚN -oOo MƠN HỌC: Q TRÌNH THIẾT KẾ KỸ THUẬT TÊN ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI TRONG DÂY CHUYỀN VẬN CHUYỂN LÚA GẠO TRONG KHO Sinh viên thực 1: Nguyễn Thái Bảo MSSV: 1912680 Ngày nộp: 15/11/2021 Sinh viên thực 2: Nguyễn Đình Hân MSSV: 1913292 Ngày nộp: 15/11/2021 NHIỆM VỤ BÀI TẬP LỚN: Thiết kế sản phẩm khí thực chức bao gồm nội dung lịch trình sau: TUẦN THỨ 3,4 NỘI DUNG Phân tích nhiệm vụ thiết kế: Mơ tả nhóm thiết kế Phát triển tốn thiết kế Lập kế hoạch thực hiện: Các bước tiến hành thiết kế Sử dụng biểu đồ lập lịch trình thiết kế Xác định yêu cầu khách hàng toán thiết kế: Xác định yêu cầu khách hàng Xác định yêu cầu kỹ thuật tốn thiết kế: Sử dụng ngơi nhà chất lượng (phương pháp QFD) xác định yêu cầu kỹ thuật sản phẩm Đưa ý tưởng cho toán thiết kế: Tham khảo nghiên cứu nước (bài báo, patents) Tham khảo thiết kế liên quan Đưa phương án thiết kế Đánh giá ý tưởng cho toán thiết kế: Đưa qua trận định (đánh giá) Lựa chọn ý tưởng để triển khai thiết kế 10 Thiết kế hệ thống cho sản phẩm: bước thiết kế cấu trúc sản phẩm 11,12 Tính tốn thiết kế sản phẩm: Lập sơ đồ động, mô tả nguyên lý hoạt động sản phẩm: … Tính tốn động học, động lực học cho sản phẩm: … Tính tốn chọn động phân phối tỷ số truyền: … Tính tốn thiết kế phận cơng tác: … Tính tốn thiết kế truyền động cho sản phẩm: Bản vẽ chung; vẽ lắp; bảng kê chi tiết; vẽ chi tiết 13 Đánh giá sản phẩm (theo tiêu sau): Khả làm việc Giá thành sản phẩm Khả chế tạo Khả lắp ráp Độ tin cậy Khả thử nghiệm bảo trì Khả bảo vệ môi trường 14 Viết thuyết minh báo cáo: Thuyết minh có tờ nhiệm vụ, trình bày báo cáo kỹ thuật Báo cáo tóm tắt dạng PowerPoint 15 Nộp Giáo viên hướng dẫn: GS.TS Nguyễn Thanh Nam Chữ ký: Bảng kiểm tra tiến độ thực hiện: Tên SV T.3 T.4 T.5 T.6 T.7 T.8 T.9 T.10 T.11 T.12 T.13 T.14 T.15 Nguyễn Thái Bảo x x x x x x x x x x x x x Nguyễn Đình Hân x x x x x x x x x x x x x I PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ Thành lập nhóm thiết kế Sinh viên thực 1: Nguyễn Thái Bảo Sinh viên tự đánh giá vai trò theo câu hỏi trắc nghiệm sau: a b C d e f G h 1 2 0.5 1.5 2 0 3 1 1 1 2 0.5 1.5 2 2 0.5 0.5 0.5 0.5 1 Bảng kết luận: CW CC SH P R L I ME TW CF g D f c a h 1.5 B e 0.5 a B e g c d F h h A c d f g E b d H 1.5 b e g c a f b F d h e a c G f C g 0.5 a h e 0.5 b d e G a 0.5 f b h c Tổng 13 12.5 0.5 d 8.5 10 0.5 Sinh viên thực 2: Nguyễn Đình Hân Sinh viên tự đánh giá vai trò theo câu hỏi trắc nghiệm sau: a b C d e f G h 0.5 1.5 0.5 2.5 2.5 0 2.5 1.5 1.5 1.5 1.5 0.5 1.5 1 1.5 1.5 0.5 2 1.5 2 0.5 1.5 2 0 2 2 0 Bảng kết luận: CW CC SH PL RI a 0.5 g D 2.5 f c 0.5 a 1.5 B e 1.5 g 1.5 c h A 0.5 c d d H b 0.5 e b F d 1.5 h f C g a e G a f Tổng 12.5 5.5 ME TW CF h 2.5 B 1.5 d 1.5 F g E 1.5 g c a f 1.5 a c 0.5 g 0 h e b d d b h c f e 1.5 12 e 2.5 h b 1.5 9.5 10.5 Bảng tổng hợp điểm khảo sát thành viên nhóm: Thành CW CC SH PL RI ME TW CF SV1 13 12.5 8.5 10 SV2 12.5 5.5 12 9.5 10.5 viên Phân công vai trò: Vai trò Mức điểm Người thực Người làm việc (CW) 13 Nguyễn Thái Bảo Người điều phối (CC) 12.5 Nguyễn Thái Bảo Người lập kế hoạch (SH) Nguyễn Thái Bảo Người phát kiến (PL) 8.5 Nguyễn Thái Bảo Người khám phá (RI) Nguyễn Đình Hân Người đánh giá (ME) 12 Nguyễn Đình Hân Người chăm sóc nhóm (TW) 10 Nguyễn Thái Bảo Người kết thúc (CF) 10.5 Nguyễn Đình Hân Phát biểu tốn thiết kế a Giới thiệu tổng quan, tìm hiểu nghiên cứu nước, làm rõ cần thiết phải nghiên cứu thiết kế Trong năm gần việc áp dụng khoa học kỹ thuật vào phát triển ngành nông nghiệp, ngành lúa gạo phát triển ngày nhanh Nhằm đáp ứng nhu cầu nâng cao lợi nhuận, giảm giá thành vận chuyển sản phẩm xuất nhập kho Chúng định phát triển sản phẩm băng chuyền tự động dây chuyền sản xuất để nâng cao hiệu sản xuất, đẩy nhanh q trình sản xuất giúp doanh nghiệp nhanh chóng xuất/ nhập gạo kho bãi Việc vận chuyển nhân cơng thường tốn cơng sức nhiều, khơng dùng trí óc cao nên việc sử dụng hệ thống băng chuyền tự động lắp đặt dễ dàng dây chuyền, giúp giảm tải lượng công nhân làm việc thủ công, cải thiện tính đại hóa hiệu cao sản xuất công nghiệp b Xác định mục tiêu, đối tượng, nội dung kết dự kiến Khung băng tải: Được chế tạo từ Inox 304 chất lượng cao có khả chống gỉ, chống va đập, chịu nhiệt Hệ thống lăn băng tải lúa gạo: sử dụng giàn lăn tự cho băng tải có thiết kế chiều dài ngắn, lăn điện, lăn bọc su cho băng tải vận chuyển đường dài lớn Chiều rộng băng tải lúa gạo thiết kế theo yêu cầu khách hàng từ 200 – 2000mm Trọng lượng tải kéo: 100 kg/m Chiều dài băng tải thiết kế theo yêu cầu đơn đặt hàng quý khách Băng tải chuyển lúa gạo thiết kế theo nhiều kiểu từ băng tải thẳng loại băng tải cong nhiều góc độ để phù hợp với địa hình nhiều nhà máy Hai đầu băng tải thiết kế di chuyển lên xuống thơng qua cần điều khiển để thuận tiện cho việc vận chuyển Dễ nâng cấp, dễ bảo trì, vệ sinh Tiếng ồn c Mơ tả tóm lược sản phẩm theo nhu cầu khách hàng Đặc điểm băng tải lúa gạo Dễ sử dụng Dễ bảo trì, sửa chữa xảy cố Giảm chi phí thiết kế Kết hợp công đoạn sấy lúa gạo băng d Mục đích thương mại sản phẩm Tiết kiệm chi phí sản xuất Ít tốn chi phí nhân công Nâng cao suất làm việc Mang lại lợi nhuận cao cho doanh nghiệp thời gian ngắn e Thị trường mục tiêu Các kho gạo tỉnh, thành khu vực Đồng Sông Cửu Long, công ty xuất lúa gạo Giả thiết ràng buộc Khung băng tải: Được chế tạo từ Inox 304 chất lượng cao có khả chống gỉ, chống va đập, chịu nhiệt Hệ thống lăn băng tải lúa gạo: sử dụng giàn lăn tự cho băng tải có thiết kế chiều dài ngắn, lăn điện, lăn bọc su cho băng tải vận chuyển đường dài lớn Chiều rộng băng tải lúa gạo thiết kế theo yêu cầu khách hàng từ 200 – 2000mm Trọng lượng tải kéo: 100 kg/m Chiều dài băng tải thiết kế theo yêu cầu đơn đặt hàng quý khách Băng tải chuyển lúa gạo thiết kế theo nhiều kiểu từ băng tải thẳng loại băng tải cong nhiều góc độ để phù hợp với địa hình nhiều nhà máy Hai đầu băng tải thiết kế di chuyển lên xuống thông qua cần điều khiển để thuận tiện cho việc vận chuyển Dễ nâng cấp, dễ bảo trì, vệ sinh Tiếng ồn 10 + Lập sơ đồ động, mơ tả nguyên lý hoạt động sản phẩm: Sơ đồ động + Tính tốn động học, động lực học cho sản phẩm: Số liệu thiết kế: - Lực vòng xích tải F = 6000 N - Vận tốc xích tải: v = m/s - Số đĩa xích dẫn: z = - Bước xích p = 110 mm - Thời gian phục vụ L = năm - Số ngày làm /năm: 300 - Số ca làm việc ngày: ca 37 + Tính tốn chọn động phân phối tỷ số truyền: + Tính tốn thiết kế phận cơng tác: - Thông số truyền đai: + Dạng đai: Đai thang loại A + Số dây đai: + Khoảng cách trục: 612.2 mm + Chiều dài đai L: 2000 mm + Tỉ số truyền: u = 2.9 + Đường kính bánh đai nhỏ: d1 = 125 mm + Đường kính bánh đai lớn: d2 = 355 mm + Góc ơm đai : α_1=158.6°; α_2=201.4° + Vận tốc đai: 19 m/s + Hệ số trượt tương đối: ξ = 0.02 + Số vòng quay bánh dẫn: 2907 v/ph + Lực căng ban đầu dây đai F0, N: 238 N + Lực tác dụng lên trục Fr, N: 403N + Lực vịng có ích Ft, N: 579N 38 - Thông số hộp giảm tốc: + Cặp bánh côn Thơng số Kí hiệu Giá trị Chiều dài ngồi Re 161.15(mm) Chiều rộng vành b 50 (mm) Chiều dài trung bình Rm 138.53(mm) Module vịng ngồi me (mm) Modul vịng trung bình mm 2.5725(mm) Số bánh Z1 Z1=28 Z2 Z2=104 Tỉ số truyền u 3,17 Góc chia d 15,1o 74.9o Góc nghiêng bánh 00 39 Đường kính vịng chia de1 84 (mm) de2 312 (mm) dm1 72.03 (mm) dm2 267.54 (mm) dae1 90.6 (mm) dae2 312.9 (mm) Chiều cao he 7.04 mm Chiều cao chân hfe1 3.11 mm hfe2 4.97 mm hae1 3.93 mm hae2 2.07 mm Đường kính trung bình Đường kính đỉnh ngồi Chiều cao đầu ngồi - Cặp bánh trụ Thơng số ăn khớp Giá trị Khoảng cách trục Hệ số dịch tâm 40 Môđun 2.25 mm Số Chiều rộng vành Góc nghiêng Đường kính vịng chia Đường kính vịng lăn Đường kính vịng đỉnh Đường kính vịng đáy Góc profin gốc Góc profin Góc ăn khớp Góc nghiêng 41 + Tính tốn thiết kế truyền động cho sản phẩm: Các chi tiết phụ BẢNG GHI KÍCH THƯỚC CÁC PHẦN TỬ CẤU TẠO NÊN HỘP GIẢM TỐC Tên gọi Thông số Khoảng cách trục 2-3 Chiều dày: Thân hộp,  Nắp hộp, 1 chọn chọn Gân tăng cứng: ( Chiều dày, e Chiều cao, h Độ dốc ) chọn Khoảng Đường kính: Bulơng nền, d1 Bulơng cạnh ổ, d2 Bulơng ghép bích nắp thân,d3 Vít ghép nắp ổ, d4 Vít ghép nắp cửa thăm dầu, d5 ( ( ( ( Mặt bích ghép nắp thân: Chiều dày bích thân hộp, S3 Chiều dày bích nắp hộp, S4 Bề rộng bích nắp hộp thân, K3 ( ( ) ) ) ) ) ) ( Kích thước gối trục: Đường kính ngồi tâm lỗ vít, D3, D2 Bề rộng mặt ghép bulơng cạnh ổ: K2 Tâm lỗ bulông cạnh ổ: E2 C ( k khoảng cách từ tâm bulông đến mép lỗ ) ) Định theo kích thước nắp ổ ( Mặt đế hộp: Chiều dày khơng có phần lồi S1 Bề rộng mặt đế hộp, K1 q ( Khe hở chi tiết: Giữa bánh với thành hộp Giữa đỉnh bánh lớn với đáy hộp Giữa mặt bên bánh với 46mm ( ( ) 50mm ) ) ) ( ( ) ) Số lượng bulơng Z Kích thước gối trục Đường kính ngồi tâm lỗ vít D3, D2 chọn theo bảng 18.2 Trục I II III D (mm) 80 62 120 D2 (mm) 100 80 140 D3 (mm) 124 106 164 D4 (mm) 75 58 115 h 10 10 14 d4 M8 M8 M10 Z 4 42 THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT PHỤ Bulon vòng Ren d M16 63 35 14 35 22 30 12 Trọng lượng nâng a 550 Chốt định vị Chọn chốt định vị hình cơn: Cửa thăm A 100 B 75 A1 150 B1 100 C 125 C1 - K 87 R 12 Vít Số lượng 43 Nút thơng Khi làm việc nhiệt độ hộp tăng lên, để giảm áp suất điều hịa khơng khí bên bên ngồi hộp, người ta dùng nút thơng Nút thơng lắp nắp cửa thăm (hình vẽ nắp cửa thăm) Theo bảng 18-6/93[TL2] ta chọn kích thước nút thơng sau: A B C D E G H I K L M N O P Q R S M27x2 15 30 15 45 36 32 10 22 32 18 36 32 Nút tháo dầu d b 15 m f L 28 c 2,5 q 17,,8 D 30 S D0 25,4 Mắt dầu - Kích thước que thăm dầu sau: Kích thước mắt kính(mm) 20 D D1 l h 55 40 10 44 30 6 12 12 18 Tạo mẫu cho sản phẩm Lập kế hoạch tạo mẫu cho sản phẩm Bước 1: Xác định mục đích nguyên mẫu - Việc đánh giá phải đưa thước đo số - Việc đánh giá phải đưa số số định - Xem xét tác động thay đổi chế tạo, ảnh hưởng lão hóa thay đổi môi trường - Sử dụng phương pháp tốt để đánh giá Bước 2: Thiết lập mức độ xấp xỉ nguyên mẫu Sai số cho phép: Công suất tải: ± 0.05 kW Chiều dài vận chuyển: ± 0.05m Chiều rộng băng: ± 0.01m Góc nghiêng băng: ± độ Đường kính lăn: ± 0,01m Đường kính tang: ± 0,05m Vận tốc băng : ± 0.01m/s Giá thành : ± triệu VND Năng suất băng tải: ± 0.1 tấn/h 10 Phần trăm diện tích vật liệu chiếm : ± 5% 11 Loại băng : băng cao su nhiều lớp vải Bước 3: Thiết lập kế hoạch thử nghiệm Xác định thông số thí nghiệm, cách thức thí nghiệm, cách đo lường kế hoạch xử lý số liệu thu Kiểm tra mức độ đáp ứng yêu cầu kỹ thuật: Năng suất thực tế máy Công suất máy Độ bền chi tiết 45 Đạt yêu cầu Bước 4: Lên lịch trình thực Kiểm tra mức độ đáp ứng yêu cầu kỹ thuật: Ví dụ: Mục đích Năng suất thực tế máy Công suất máy Mức độ xấp xỉ 2-5% - Chế tạo mẫu Kế hoạch thử nghiệm - Chạy thử nghiệm - Xác định công suất máy - Xác định suất máy Kế hoạch thực 01/2022: gia công lắp ráp 05/2022: thực thử nghiệm đưa kết luận Bước 5: Tạo mẫu vật thử nghiệm chức sản phẩm Thực tạo mẫu (3D mẫu thực) đo lường thông số thử nghiệm, kiểm tra mức độ đáp ứng yêu cầu kỹ thuật Tạo mẫu thử nghiệm đạt yêu cầu Lập hồ sơ thiết kế Xây dựng hồ sơ thiết kế, bao gồm: - Thuyết minh thiết kế (báo cáo tập lớn) - Bản vẽ bố trí - Bản vẽ lắp, bảng kê chi tiết - Bản vẽ chi tiết 46 IX ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM Đánh giá khả làm việc Đo lường thông số thử nghiệm nguyên mẫu, kiểm tra mức độ đáp ứng yêu cầu kỹ thuật thiết kế Kiểm tra thử nghiệm đạt yêu cầu đưa Đánh giá khả chế tạo giá thành sản phẩm Bước 1: Ước tính chi phí sản xuất Chi phí trực tiếp Vật liệu Số Giá thành lượng (VND) STT Tên Vỏ hộp giảm tốc GX15-32 000 000 Động Động 4A 000 000 3 Băng tải Loại cao su 600 000 Bánh Thép 45 000 000 Trục Thép 45 200 000 Con lăn 10 800 000 Máy móc 10 000 000 Tổng 27 600 000 Chi phí gián tiếp STT Tên Giá thành (VND) Chi phí điện nước 500 000 Khấu hao máy móc 000 000 Chi phí văn phịng 000 000 Chi phí thiết kế 000 000 Chi phí mặt 000 000 Chi phí vận chuyển Chi phí bảo hành, bảo trì, hướng dẫn vận hành 500 000 000 000 47 Chi phí lao động 20 000 000 Tổng 37 000 000 Xác định chi phí cho sản phẩm: Giảm giá Chi phí gián Lợi nhuận tiếp Chi phí bán hàng Tổng phí Giá 000 000 000 000 000 000 Chi phí cố niê m yết Giá định: Chi phí cơng cụ 000 Chi phí trực tiếp 10 000 Chi phí lao động Chi Chi phí mua chi tiết phí thay Chi phí chế tạo: Chi phí bán: tồn bộ: 50 600 000 58 600 000 47 600 000 đổi: Chi phí vật liệu 37 600 000 Bước 2: Giảm chi phí thành phần Tìm hiểu ràng buộc q trình sản xuất chi phí chủ lực Thiết kế lại thành phần để loại trừ số bước tiến trình Chọn tháng kinh tế: Tháng Tiêu chuẩn hóa thành phần trình Bước 3: Giảm chi phí lắp ráp Tổ chức q trình lắp ráp theo quy trình, có kế hoạch cụ thể thời gian bắt đầu trình lắp, chuẩn bị tốt cho trình lắp: Quy trình, tiêu chuẩn, thao tác quan trọng, yêu cầu, trách nhiệm cụ thể Bước 4: Giảm chi phí việc hỗ trợ sản xuất Tối thiểu hóa độ phức tạp hệ thống làm giảm chi phí cho điều khiển, quản lý, kiểm kê…ta dùng biện pháp sau: 48 Kiểm tra cặp chi tiết cận kề thiết kế để xem chúng thực cần - tách riêng hay không - Loại bỏ chốt riêng cách thiết kế chi tiết với đặc tính tự khóa chặt - Loại bỏ chi tiết cách di chuyển hai chức gần giống lại với - Thiết kế chi tiết có nhiều chức tốt, chẳng hạn sử dụng chi tiết đúc quy trình đúc để giảm bớt số chi tiết giá thành sản phẩm - Thiết kế chi tiết riêng lẻ không cần định hướng lắp ráp - Loại bỏ đặc tính sản phẩm hay chức khơng có lợi cho người sử dụng Bước 5: Nghiên cứu tác động định thiết kế cho chế tạo lên yếu tố khác Ảnh hưởng thiết thời gian phát triển sản phẩm chi phí phát triển xem xét cụ thể phần phân tích hiệu kinh tế dự án Tác động thiết kế cho chế tạo lên chất lượng sản phẩm: Tối thiểu hóa lượng chi tiết nhằm trợ giúp q trình chế tạo, điều làm tăng độ tin cậy máy Đánh giá theo tiêu khác - Đánh giá khả lắp ráp: Tốt - Đánh giá khả bảo trì, bảo dưỡng: Tốt - Đánh giá khả bảo vệ môi trường: Tốt 49 KẾT LUẬN CHUNG VỀ SẢN PHẨM Khung băng chuyền làm thép sơn tĩnh điện Dây băng tải làm từ vật liệu PVC, lăn inox, cao su gân V Động giảm tốc kéo băng tải (kéo hàng) kW Hệ thống nâng hạ chiều cao vit me Con lăn đỡ dây băng, rulo kéo loại chất lượng cao, chạy trơn ổn định Hệ thống băng chuyền có bánh xe để di chuyển từ vị trí sang vị trí khác cách dễ dàng Băng chuyền dùng nâng hàng lên xuống xe chạy hai chiều 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Thanh Nam (2010) Giáo trình PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ KỸ THUẬT NXB Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh [2] Nguyễn Hữu Lộc, Cơ sở thiết kế máy, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2018 [3] Nguyễn Hữu Lộc, Bài tập Chi tiết máy, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2017 [4] Trịnh Chất- Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí 1, NXB Giáo Dục [5] Trịnh Chất- Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí 2, NXB Giáo Dục 51